Novel Mutation in DSP Gene - A Case of Arrhythmogenic Cardiomyopathy with Isolated Left Ventricular Phenotype and High Risk of Sudden Cardiac Death.

Introdução

A morte súbita cardíaca (MSC) em adultos jovens (18–35 anos) é causada mais frequentemente de cardiomiopatias hereditárias previamente não diagnosticadas. As causas mais comuns de MSC são a cardiomiopatia hipertrófica e a cardiomiopatia arritmogênica (CMA), seguidas de anomalias congênitas das artérias coronárias, miocardite, ruptura aórtica na síndrome de Marfan, defeitos de condução, e doenças valvulares.

A CMA é responsável por até 20% dos casos de MSC em indivíduos abaixo dos 35 anos de idade. Em uma série de 86 vítimas jovens de MSC, a CMA representou 10,3% dos casos, sendo a segunda maior causa de MSC. A cardiomiopatia dilatada (CMD) é uma causa menos frequente de MSC entre jovens, representando aproximadamente 2% dos casos em atletas.

A CMA é uma doença hereditária do músculo cardíaco que resulta em infiltração fibrogordurosa do miocárdio ventricular.

A CMA é uma cardiomiopatia geneticamente determinada causada por mutações em genes codificantes de proteínas de desmossomos, que são estruturas intercelulares especializadas.

A classificação atual da CMA inclui cardiomiopatia arritmogênica do ventrículo direito, variantes da doença biventricular, envolvimento predominante do ventrículo esquerdo (VE), e o fenótipo do VE caracterizado pelo envolvimento isolado do VE.

O diagnóstico da CMA é baseado nos critérios do Task Force Criteria (TFC) modificados de 2010. Entretanto, esses critérios TFC modificados carecem de sensibilidade no diagnóstico da CMA com envolvimento do VE isolado ou predominante. Além disso, o diagnóstico diferencial da CMA de outras entidades, tais como CMD, sarcoidose ou miocardite, pode representar um desafio.

Caso clínico

Um homem de 49 anos, com histórico de consumo de álcool leve a moderado, foi acompanhado em uma consulta cardiológica por 12 anos, com diagnóstico de CMD presumidamente causado pelo consumo de álcool. O ecocardiograma transtorácico mostrou dilatação leve das quatro câmaras e disfunção sistólica do VE leve com hipocinesia global (Figura 1A). O eletrocardiograma mostrou o ritmo sinusal com avanço fraco da onda R em V1-V3, e ondas T negativas nas derivações I, II, III, aVF, aVL e V4-V6 (Figura 1B). A cintilografia com perfusão do miocárdio resultou negativa para isquemia. O monitoramento pelo Holter de 24 horas mostrou o ritmo sinusal, aproximadamente 6000 batimentos ectópicos ventriculares multifocais uma TV não sustentada com sete bloqueios de ramos de feixe direito (BRFD) complexos e incompletos (Figura 1C). O teste de stress por esforço demonstrou ectopia ventricular frequente, principalmente com origem no VE (Figura 1D).

Figura 1

A) Ecocardiograma transtorácico (visão apical de quatro câmaras) mostrando dilatação e disfunção leve do ventrículo esquerdo. B) ECG mostrando o ritmo sinusal com avanço fraco da onda R em V1-V3, e ondas T negativas nas derivações I, II, III, aVF, aVL e V4-V6. C) Monitoramento por Holter durante 24 horas revelando TV não sustentada com sete bloqueios de ramos de feixe direito complexos e incompletos. D) Teste de stress por esforço demonstrando ectopia ventricular frequente, principalmente com origem no VE.

Depois de 12 anos de monitoramento, o paciente sofreu uma pré-síncope no trabalho, sendo levado imediatamente ao hospital pela equipe de emergência médica. Ao chegar ao hospital, o paciente desenvolveu fibrilação ventricular, e, apesar das medidas avançadas de suporte vital, acabou morrendo.

Dois dias depois de sua morte, seu filho de 16 anos, sem histórico patológico conhecido, foi encontrado desacordado por sua mãe, em sua cama enquanto dormia. O suporte vital foi iniciado assim que o serviço de emergência chegou, mas não foi bem-sucedido, e o adolescente morreu.

A esposa, a filha e sete irmãos do paciente zero foram submetidos a testagens com ECG, ecocardiograma, e Holter de 24 horas, todos os quais obtiveram resultados normais.

A autópsia do paciente zero revelou um coração aumentado, pesando 600 g, e aterosclerose coronária discreta. Não foram encontradas lesões isquêmicas agudas ou crônicas no exame macroscópico. Com base nesses achados, o relatório da autópsia concluiu que uma causa de morte por arritmia não poderia ser descartada. A autópsia do filho do paciente zero também revelou um coração aumentado, pesando 535g. O relatório da autópsia descreveu que o terço externo da circunferência da parede do VE parecia estar separado, em toda sua extensão longitudinal, dos dois-terços internos da parede do VE. Infelizmente, os relatórios histológicos não foram disponibilizados aos irmãos ou seus médicos.

O estudo genético post mortem revelou, em ambos os casos, a variante em heterozigose c.1080G>A (p.Trp360*) no gene DSP, classificada como provavelmente patogênica; e a variante c.3010G>T (p.Ala1004Ser) no gene MYH6, classificada como variante genética de significância incerta (GVUS).

Até agora, não se identificou nenhum paciente portador da variante DSP. A figura 2 mostra a linhagem familiar com os achados genéticos.

Figura 2

Linhagem familiar mostrando indivíduos afetados com CMA (símbolos escuros) e indivíduos não afetados (símbolos brancos). A seta indica o probando. A variante DSP está presente (+) em indivíduos afetados, estando ausentes (-) nos indivíduos não afetados. A variante MYH6 está presente (+) em indivíduos afetados, estando ausentes (-) nos indivíduos não afetados. DSP var: variante em heterozigose c.1080G>A (p.Trp360*) no gene DSP, classificada como provavelmente patogênica; MYH6 var: variante c.3010G>T (p.Ala1004Ser) no gene MYH6, classificada como variante genética de significância incerta.

Discussão

O diagnóstico da CMA é desafiador devido à ausência de critérios diagnósticos exclusivos e específicos, sua expressividade variável, e sua penetrância incompleta em familiares. A CMA, que foi inicialmente descrita como uma doença de VD isolada ou predominante, frequentemente apresenta envolvimento do VE, que pode estar presente ou até mesmo predominante nos primeiros estágios de alguns transportadores de mutação, expandindo o espectro clínico da doença.

De acordo com o TFC modificado de 2010, o paciente zero apresentou um critério principal (identificação de mutação patogênica categorizada como associada ou provavelmente associada à CMA) e dois critérios menores (ondas T invertidas em V4-V6 e >500 batimentos ventriculares prematuros no monitoramento por Holter de 24 horas), que permitiram o diagnóstico definitivo da CMA.

No entanto, como o TFC modificado careceu de sensibilidade no diagnóstico da CMA com envolvimento isolado ou predominante do VE, Corrado et al. recentemente apresentaram um documento de Consenso de Especialistas Internacionais propondo o “critério de Padua”, que constitui um aperfeiçoamento dos critérios diagnósticos de CMA com objetivo de diagnosticar todo o espectro das variantes fenotípicas da CMA.

Nesse consenso recente, novos critérios foram acrescentados refletindo o envolvimento do VE, propondo que: (i) a disfunção sistólica do VE seja um critério menor para diagnóstico das variantes “biventricular” ou de “dominância esquerda” da doença; (ii) o realce tardio pelo gadolínio (RTG)/fibrose miocárdica do VE na forma de estria (ou faixa) afetando ≥1 segmentos da parede livre do VE, septo ou ambos seja um critério importante; (iii) anormalidades de repolarização com ondas T invertidas nas derivações precordiais esquerdas (V4-V6) (na ausência de BRFE completos) sejam um critério menor; (iv) anormalidades de despolarização com baixas tensões de QRS nas derivações do membro (na ausência de obesidade, enfisema, ou efusão pericárdica) sejam um critério menor, baseado na noção de que uma redução da massa miocárdica do VE por troca fibrogordurosa pode levar a baixas tensões de QRS; (v) Extrassístoles ventriculares frequentes (>500 em 24 horas), taquicardia ventricular não sustentada ou sustentada como morfologia de BRFD (exceto o padrão fascicular) sejam um critério menor; e (vi) a demonstração de uma mutação patogênica em genes relacionados à CMA sejam considerados um critério necessário para o diagnóstico em pacientes com CMA dominante esquerda e sem envolvimento do VD clinicamente detectável, porque é o achado mais específico ligando as características fenotípicas do VE à CMA.

Realmente, todos os critérios mencionados são atendidos no paciente zero deste relatório (exceto mudanças nas IRM, já que não foram realizadas durante o acompanhamento), confirmando, portanto, o diagnóstico do CMA de dominância esquerda.

A CMD é particularmente difícil de distinguir das formas não clássicas de CMA. Essas duas entidades podem se sobrepor significativamente, que podem resultar em uma categorização incorreta do diagnóstico, como ocorreu provavelmente em nosso paciente zero. Mutações nos genes desmossômicos são relativamente comuns em pacientes com diagnóstico clínico de CMD, e são encontradas mutações em DSP em 3% dos pacientes com CMD.

A CMA com dominância esquerda pode se apresentar, em uma faixa etária ampla, geralmente com palpitações e perda de consciência. A arritmia ventricular (AV) com morfologia de BRFD é característica e geralmente fora de proporção em relação ao grau de disfunção do VE.

Palpitações, (pré-)síncope e VA estão presentes em um estágio inicial da CMA, frequentemente na ausência de grandes anormalidades estruturais, conforme observado no paciente zero e em seu filho.

Estudo de genótipo/fenótipo sugeriram que mutações de DSP são associadas com um fenótipo grave com risco mais alto de AV e MSC, e um nível alto de envolvimento do VE, particularmente em pacientes com mutações, conforme observado nos pacientes deste estudo. Além disso, alinhado ao caso deste estudo, as mutações do DSP podem ser associadas à inversão da onda T nas derivações V4 a V6.

No caso deste estudo, a variante p.Trp360* foi encontrada no gene DSP. Embora nunca tenha sido descrito na literatura ou em bancos de dados genéticos, essa mutação resulta em uma proteína truncada, que podem se relacionar a um fenótipo mais agressivo, como visto na família reportada neste estudo. Além disso, a análise de linhagem demonstrou um padrão de congregação positivo, já que a mutação do DSP foi identificada apenas nos pacientes afetados, e não nos pacientes com fenótipo negativo, inclusive os idosos.

Este caso mostra a importância do estudo genético post-mortem em pacientes com fenótipo de CMD/CMA, que sofreram MSC antes de que a testagem genética tivesse sido realizada.

Introduction

Sudden cardiac death (SCD) in young adults (18–35 years) most commonly results from previously undiagnosed inherited cardiomyopathies. The most common causes of sudden cardiac death are hypertrophic cardiomyopathy and arrhythmogenic cardiomyopathy (ACM), followed by congenital anomalies of coronary arteries, myocarditis, aortic rupture in Marfan's syndrome, conduction defects, and valve diseases.

ACM accounts for up to 20% of sudden cardiac death in individuals under 35 years of age. In a series of 86 victims of SCD at a young age, ACM accounted for 10.3% of the cases, being the second major cause of SCD. Dilated cardiomyopathy (DCM) is a less frequent cause of SCD in young individuals, accounting for nearly 2% of cases in athletes.

ACM is an inherited heart muscle disorder that results from fibrofatty infiltration of the ventricular myocardium.

ACM is a genetically determined cardiomyopathy caused by mutations in genes encoding proteins of desmosomes, which are specialized intercellular structures.

The current classification of ACM includes the classic arrhythmogenic right ventricular cardiomyopathy, biventricular disease variants, predominant left ventricular (LV) involvement, and the LV phenotype characterized by isolated LV involvement.

The diagnosis of ACM is based on the modified Task Force Criteria (TFC) from 2010. However, these modified TFC lack sensitivity in the diagnosis of ACM with isolated or predominant LV involvement. Furthermore, differential diagnosis of ACM from other entities, such as DCM, sarcoidosis or myocarditis, may be challenging.

Clinical case

A 49-year-old man, with a history of mild to moderate alcohol consumption, was followed up in a cardiology consultation for 12 years with the diagnosis of DCM, presumably due to alcohol consumption. Transthoracic echocardiogram showed mild dilatation of four chambers and mild left ventricular systolic dysfunction with global hypokinesia (Figure 1A). The electrocardiogram revealed sinus rhythm with a poor progression of the R wave in V1-V3 and negative T wave in leads I, II, III, aVF, aVL, and V4-V6 (Figure 1B). Myocardial perfusion scintigraphy was negative for ischemia. A 24h-Holter monitoring showed a sinus rhythm, nearly 6,000 multifocal ventricular ectopic beats, and one non-sustained VT with seven complexes and incomplete right bundle branch block (RBBB) (Figure 1C). The exercise stress test showed frequent ventricular ectopy, mostly with LV origin (Figure 1D).

Figure 1

A) Transthoracic echocardiogram (apical four-chamber view) showing mild left ventricular dysfunction and dilatation. B) ECG showing sinus rhythm with poor progression of R wave in V1-V3 and negative T waves in leads I, II, III, aVF, aVL, and V4-V6. C) 24h-Holter monitoring revealing non-sustained VT with seven complexes and incomplete right bundle branch block. D) Exercise stress test, showing frequent ventricular ectopy, mostly with LV origin.

After 12 years of follow-up, the patient suffered a pre-syncope while at work, and was immediately taken to the hospital by the emergency medical team. Upon arrival at the hospital, the patient developed ventricular fibrillation and, despite the advanced life support measures, eventually died.

Two weeks after his death, his 16-year-old son, with no known pathological history, was found inanimate by his mother in his bed where he was sleeping. Advanced life support was initiated at the arrival of the emergency medical services, but it was unsuccessful and the teenager died.

Spouse, daughter, and seven siblings of the index case were submitted to screening with ECG, echocardiogram, and 24h-Holter, all of whom had normal results.

The autopsy of the index case showed an enlarged heart weighing 600g and discrete coronary atherosclerosis. No acute or chronic ischemic lesions were found on the macroscopic examination. Based on these findings, the autopsy report concluded that an arrhythmic cause of death could not be excluded. The autopsy of the son of the index case also showed an enlarged heart weighing 535g. The autopsy report described that the external third of the LV circumferential wall appeared to be detached, in all its longitudinal length, from the two inner thirds of the LV wall. Unfortunately, the histological reports were not made available for siblings or their physicians.

Post-mortem genetic study revealed, in both cases, the variant in heterozygosity c.1080G>A (p.Trp360*) in the DSP gene, classified as probably pathogenic, and the variant c.3010G>T (p.Ala1004Ser) in the MYH6 gene, classified as a genetic variant of uncertain significance (GVUS).

So far, no relatives were found carrying the DSP variant. Figure 2 shows the family pedigree with the genetic findings.

Figure 2

Family pedigree showing affected individuals with ACM (dark symbols) and non-affected individuals (white symbols). The arrow indicates the proband. The DSP variant is present (+) in affected individuals, being absent (-) in non-affected ones. The MYH6 variant is present (+) in affected patients, but also in some non-affected relatives. DSP var: variant in heterozygosity c.1080G>A (p.Trp360*) in the DSP gene, classified as probably pathogenic; MYH6 var: variant c.3010G>T (p.Ala1004Ser) in the MYH6 gene, classified as a genetic variant of uncertain significance.

Discussion

The diagnosis of ACM is challenging because of the absence of specific unique diagnostic criteria, its variable expressivity, and its incomplete penetrance in relatives. ACM, which was initially described as an isolated or predominant RV disease, exhibits frequent LV involvement, which may be present or even predominant at early stages in some mutation carriers, expanding the clinical spectrum of the disease.

According to the modified TFC of 2010, the index case presented a major criterion (identification of pathogenic mutation categorized as associated or probably associated with ACM) and two minor criteria (inverted T waves in V4-V6 and > 500 ventricular premature beats on 24h-Holter monitoring), which enabled the definitive diagnosis of ACM.

Nevertheless, as the modified TFC lacked sensitivity in the diagnosis of ACM with isolated or predominant LV involvement, Corrado et al. recently presented an International Expert Consensus document proposing the “Padua criteria”, which constitutes an upgrade of the diagnostic criteria of ACM aiming for the diagnosis of the entire spectrum of the phenotypic variants of ACM.

In this recent consensus, new criteria have been added that reflect LV involvement, namely: (i) LV systolic dysfunction has been proposed as a minor criterion for diagnosing “biventricular” or “dominant-left” disease variants; (ii) LV myocardial LGE/fibrosis in the form of a stretch mark (or band) pattern affecting ≥1 segment of the LV free wall, septum, or both has been proposed as a major criterion; (iii) Repolarization abnormalities with inverted T waves in left precordial leads (V4-V6) (in the absence of complete LBBB) has been proposed as a minor criterion; (iv) Depolarization abnormalities with low QRS voltages in the limb leads (in the absence of obesity, emphysema, or pericardial effusion) has been proposed as a minor criterion, based on the notion that the decrease of LV myocardial mass by fibro-fatty replacement may lead to low QRS voltages; v) Frequent ventricular extrasystoles (>500 per 24 h), non-sustained or sustained ventricular tachycardia with an RBBB morphology (excluding the fascicular pattern) has been proposed as a minor criterion; and (vi) Demonstration of a pathogenic mutation in ACM-related genes has been considered a necessary criterion for the diagnosis in patients with left-dominant ACM and no clinically detectable RV involvement, because it is the most specific finding linking the LV phenotypic features to ACM.

Indeed, all the aforementioned criteria are fulfilled in the index case of our report (except changes in the MRI because it was not performed during follow-up), thereby confirming the diagnosis of left-dominant ACM.

DCM is particularly difficult to distinguish from non-classic forms of ACM. These two entities can significantly overlap, which may result in a mislabeling of the diagnosis, as it probably occurred in our index case. Desmosomal gene mutations are relatively common in patients with a clinical diagnosis of DCM, and DSP mutations are found in 3% of patients with DCM.

Left-dominant ACM may present over a wide range of ages typically with palpitations and impaired consciousness. Ventricular arrhythmia (VA) with RBBB morphology is characteristic and often out of proportion to the degree of LV dysfunction.

Palpitations, (pre)syncope, and VA are present at an early stage of ACM, often in the absence of gross structural abnormalities, as observed in both the index case and his son.

Genotype/phenotype studies have suggested that DSP mutations are associated with a severe phenotype with a higher risk of VA and SCD, and a high level of LV involvement, particularly in patients with truncating mutations, as observed in our patients. In addition, in line with our case, DSP mutations may be associated with T wave inversion in leads V4 to V6.

In our case, the variant p.Trp360* was found in the DSP gene. Although it has never been described in the literature or genetic databases, this mutation results in a truncated protein, which may relate to a more aggressive phenotype, as seen in our family. Furthermore, pedigree analysis showed a positive congregation pattern, as the DSP mutation was found only in affected patients, but not in negative-phenotype patients, including the older ones.

This case shows the importance of post-mortem genetic study in patients with DCM/ACM phenotype, who suffered SCD before the genetic testing was performed.